Chương 2 : Các cơ quan và tế bào tham gia đáp ứng miễn dịch A. Các cơ quan tham gia vào hệ thống miễn dịch Hệ thống miễn dịch rất phát triển ở loài chim và loài có vú, nhất là ở người chiếm trên 1/60 trọng lượng cơ thể. Nó gồm tất cả các dòng bạch cầu của hệ thống tạo máu mà vai trò chủ yếu thuộc vào các mô lympho. Đó là loại mô liên kết và nó sẽ kết hợp với những tế bào của hệ thống thực bào đơn nhân và tế bào lympho. Các tế bào của hệ thống miễn dịch s ẽ luân chuyển có mặt khắp mọi nơi trong cơ thể, rồi tụ lại dưới những hình thức tổ chức phân tán hay tập trung thành đám không có vỏ bọc hay dạng hạch. Về mặt tổ chức thành cơ quan, hệ thống miễn dịch có thể phân biệt ra những cơ quan gốc, cơ quan tiên phát và những cơ quan thứ phát (hình 2.1). Hình A.1. Sơ lược vị trí các cơ quan miễn dịch ở người I. Cơ quan gốc Tuỷ xương là cơ quan gốc của hệ thống tạo huyết và cũng là nơi sản xuất ra các tế bào gốc (tế bào mầm) của hệ thống miễn dịch nên còn gọi là cơ quan gốc. Nơi sản xuất tế bào gốc sẽ thay đổi tùy theo độ tuổi. Ở người, trong những tuần đầu của cuộc sống thì các tế bào mầm nằm ở lá phôi, sang giai đoạn thai thì chúng s ẽ di chuyển đến cư trú ở mầm gan, rồi sau cùng là tủy xương. 18 Tủy xương được hình thành bởi mô liên kết đỡ với những mao mạch ngoằn ngoèo, những tế bào nội mô, nguyên bào sơ và tế bào mỡ (hình 2.2). Mạng lưới ngoại tế bào bao gồm các sợi như collagen hay sợi lamin… Các tế bào sinh máu nằm giữa các sợi reticulin và chịu tác động của các yếu tố sinh trưởng khác nhau, gọi chung là yếu tố quần thể (colony stimulating factor) tùy thuộc vào dòng tế bào được sản xuất theo nhu cầu của hệ miễ n dịch. Hình A.2. Các tế bào trong tuỷ xương II. Các cơ quan lympho tiên phát Ở người và động vật hữu nhủ thì cơ quan lympho tiên phát là tuyến ức (hình 2.3). Ở các động vật thuộc lớp chim thì cơ quan lympho tiên phát là túi Fabricius (hình 2.5). Cơ quan này xuất hiện sớm trong đời sống của phôi trước những cơ quan thứ phát và nằm ngoài đường thâm nhập và tuần hoàn của các kháng nguyên, nên sự phát triển mạnh mẽ của tế bào lympho xảy ra ở đấy sẽ không phụ thuộc vào bất kỳ một kích thích nào của kháng nguyên. Các cơ quan ti ền phát sẽ cho phép sự biệt hóa và nhân lên của tế bào lympho gốc trong giai đoạn đầu. Đồng thời chúng có khả năng nhận biết và dung nạp các kháng nguyên của bản thân cũng như tăng cường tính đa dạng các cấu trúc để nhận biết kháng nguyên lạ. Hoạt động của cơ quan lympho tiên phát phụ thuộc vào việc thường xuyên được cung cấp các tế bào lympho gốc từ tủy xương. Một tế bào khi đã được biệ t hoá (trưởng thành) và rời cơ quan lympho tiên phát thì không quay trở lại đó nữa, vì những cơ quan này nằm ngoài con đường tái tuần hoàn của các tế bào lympho đã trưởng thành. 19 1. Tuyến ức Tuyến ức là một cơ quan nằm ở phía trên và trước của trung thất. Có cấu tạo gồm hai thùy nối với nhau bởi một cái eo ở giữa (hình 2.3A). Tuyến ức là một cơ quan lymphô-biểu mô. Các mầm từ túi nang gồm một mạng những tế bào biểu mô và các tế bào lympho chưa biệt hóa từ tủy xương tới nơi cư trú. Mỗi thùy của tuyến ức đượ c phân chia thành nhiều tiểu thùy bằng các vách ngăn, mỗi tiểu thùy lại có một vùng vỏ ở ngoài và một vùng tủy ở trung tâm (hình 2.3B). Hình A.3. Cấu tạo tuyến ức Tuyến ức hoạt động như một cơ quan giúp cho sự trưởng thành của các tế bào lympho T về mặt phát triển, biệt hóa và chọn lọc. Trước khi đi vào tuyến ức, tế bào lympho T còn gọi là tế bào tiền ức chủ yếu chỉ mang CD 33 và CD 44 mà chưa có CD 4 và CD 8 . Tại tuyến ức các tế bào lympho T này được biệt hóa thành các tế bào lympho có các thụ thể với kháng nguyên (gọi tắt là TCR) nhờ sự xắp xếp lại các gen bên trong. Những tế bào nào không hình thành TCR được sẽ chết. Sự phát triển và biệt hóa các TCR xảy ra chủ yếu tại vùng vỏ của các tiểu thuỳ tuyến ức. Các tế bào có TCR dần dần có những dấu ấn của tế bào lympho T trưởng thành như các phân tử CD 2 , CD 4 hay CD 8 để đi vào quá trình chọn lọc dương và chọn lọc âm trong tuyến ức (hình 2.4) để chọn ra những tế bào T có khả năng tương tác với kháng nguyên để bảo vệ cơ thể . - Chọn lọc dương: tại vùng vỏ của tuyến ức, tế bào tiền ức có CD 4 - , CD 8 - và TCR đi vào tiếp xúc với tế bào biểu mô có mang phân tử MHC I và II. Chỉ những tế bào nào nhận ra các phân tử MHC I và phân tử MHC II của bản thân thì được giữ lại CD 4 + và CD 8 + . Sự chọn lọc này cho phép tồn tại lại những tế bào ức có TCR có khả năng tương tác với phân tử MHC của tế bào biểu mô thuộc tuyến ức. Nó còn kiểm soát sự sắp xếp lại các gen của chuỗi. - Chọn lọc âm: đi sâu vào trong vùng lõi của tuyến ức, tế bào lympho T có CD 4 + hay CD 8 + và TCR sẽ tiếp xúc với kháng nguyên của bản thân cũng qua các phân tử MHC. Những tế bào lympho T nào mà TCR của chúng có thể nhận biết các peptit của bản thân do các phân 20 tử MHC của tế bào biểu mô trình diện sẽ bị loại bỏ (nhân tế bào trở nên cô đọng, vỡ thành mảnh nhỏ rồi tế bào bị vở ra thành nhiều mảnh). Hình A.4. Chọn lọc dương và âm trong tuyến ức 21 Ngoài ra, còn có các yếu tố dịch thể tham gia tác động giúp hoàn tất quá trình biệt hóa các tế bào lympho trong tuyến ức và tại các cơ quan lympho ngoại vi khác. Tuy nhiên cho đến nay cơ chế của chúng chưa được biết rõ. 2. Túi Fabricius Loài chim có một cơ quan đặc biệt là túi Fabricius (hình 2.5) là cơ quan lympho-biểu mô nằm ở mặt trong của lỗ huyệt. Nếu cắt bỏ túi này trong giai đoạn phôi trước khi trứng nở, sẽ làm rối loạn miễn dịch thể d ịch làm giảm nặng hàm lượng γ-glubolin và sinh vật sẽ không sản xuất được kháng thể khi gây cảm nhiễm với mầm bệnh. Hình A.5. Túi Fabricius ở gà III. Cơ quan lympho thứ phát Các tế bào lympho T sau khi đã được biệt hoá và chọn lọc ở tuyến ức sẽ rời khỏi cơ quan lympho tiên phát này và di chuyển đến cư trú tại các cơ quan lympho thứ phát để làm nhiệm vụ đề kháng miễn dịch. Sự phát triển của cơ quan lympho thứ phát vì vậy chậm hơn ở cơ quan tiên phát. Mặt khác cơ quan lympho thứ phát chỉ phát triển đầy đủ khi có kích thích của kháng nguyên. Chúng sẽ không phát triển ở những con vật nuôi vô trùng. Ngoài t ế bào lympho T đến từ tuyến ức, trong cơ quan lympho thứ phát còn có tế bào lympho B đến từ tủy xương qua đường máu. Những tế bào lympho ở cơ quan này thường xuyên tái tuần hoàn và trao đổi với các tế bào của những cơ quan khác qua trung gian dịch bạch huyết và máu. Tại ngay các cơ quan ấy chúng biểu lộ các khả năng của mình khi có dịp tiếp xúc với kháng nguyên. Tại một số vùng của cơ quan lympho thứ phát có những đám tế bào được gọi là nang gồm chủ yếu là tế bào lympho B. Trước khi có sự kích thích của kháng nguyên thì các nang này được gọi là nang tiên khởi. Do còn ở thời kỳ nghỉ nên các tế bào lympho còn nhỏ, cái nọ nằm sát cái kia tạo ra một hình thái đặc biệt. Nhưng sau khi có sự kích thích của kháng nguyên thì trở chúng sẽ phát triển thành nang thứ phát gồm một trung tâm mầm sáng được bao quanh bởi một khu thẩm hơn. Khi ấy nang có thể được phân chia thành 3 vùng (hình 2.6). 22 • Vùng vành ngoài đậm đặc là áo nang gồm toàn tế bào lympho trí nhớ sát chặt với nhau và đang trong thời kỳ phân chia mạnh, tạo ra vùng sinh sản của trung tâm mầm. • Vùng vành thứ hai cũng đậm đặc gồm những tế bào lympho ở trạng thái nghỉ như trước khi có sự kích thích của kháng nguyên. • Khu trung tâm mầm là khu có các tế bào tách biệt nhau và thường đang trong thời kỳ phân bào. Tế bào lympho được biến thành nguyên bào lympho, là những tế bào có nguyên sinh chấ t rất phát triển và là những tế bào tiền thân sẽ tiết ra kháng thể. Hình A.6. Nang lympho thứ phát 1. Cơ quan lympho thứ phát tập trung có vỏ bọc Hạch Hạch là những cơ quan lympho có đường kính vài mm, hình tròn hay quả đậu có vỏ bọc bên ngoài. Hạch được cấu trúc bởi 3 vùng cơ bản là: vùng vỏ chứa các nang lympho tiên khởi hay thứ phát mà chủ yếu gồm tế bào B; vùng cận vỏ có một thảm tế bào lympho T và đại thực bào tạo thành một khu vực phụ thuộc tuyến ức của hạch và vùng lõi là khu vực lẫn trốn của tế bào lympho T, tế bào lympho B, tương bào và đại thực bào (hình 2.7). Nhờ sự lưu thông của các hạch bạch huyết giúp các hạch có thể kiểm soát được nhiều lĩnh vực như da, cơ quan sâu thông qua mô kẽ. Các hạch tại nhiều điểm có thể phân tán hay tập trung thành từng nhóm hạch nông hay sâu ở những điểm giao lưu quan trọng như nách, họng, màng treo ruột… Lách Cơ quan này nằm trong vòng tuầ n hoàn máu và giữ một vai trò quan trọng trong việc thanh lọc máu. Không có mạch bạch huyết tới cơ quan này. Lách giữ vai trò rất quan trọng trong sự đề kháng của cơ thể. Ví dụ, ở những đứa trẻ bị cắt bỏ lách thì sự nhiễm khuẩn huyết do vi khuẩn gram âm xảy ra rất nặng. 23 Hình A.7. Cấu trúc của hạch Lách được cấu tạo bởi hai phần là: (1) tủy đỏ có nhiệm vụ loại trừ các hạt và các tế bào đã hư do máu đưa tới mà không gây đáp ứng miễn dịch và (2) tủy trắng gồm những ống tế bào lympho T và các nang chứa chủ yếu tế bào lympho B (hình 2.8). Vùng trung gian giữa tủy đỏ và tủy trắng là nơi trao đổi mà ở đó các tế bào lympho của máu tuần hoàn có th ể rời khỏi tĩnh mạch để nằm lại các cấu tạo lympho. Về mặt chức năng, việc nắm bắt kháng nguyên ở lách xảy ra ở vùng ngoài rìa do các tế bào lưới thực hiện. Sau 24 giờ chúng sẽ được chuyển tới trung tâm mầm của nang hay tại vùng phụ thuộc tuyến ức. Như vậy, lách giữ vai trò rất quan trọng về sự đề kháng của cơ thể. 2. Cơ quan lympho th ứ phát phân tán Da Da là hàng rào vật lý ngăn cách nội với ngoại môi và cũng là bề mặt dễ bị tấn công vật lý, hóa học hay sinh học. Da cũng là nơi thường được đưa vắc-xin vào cơ thể và là nơi biểu hiện đáp ứng miễn dịch bệnh lý dễ thấy nhất. Ở biểu bì sâu của da có đầy đủ các loại tế bào tham gia vào đáp ứng miễn dịch đặc hiệu và không đặc hiệ u (hình 2.9). Phản ứng miễn dịch ở da xảy ra theo ba thời kỳ: (1) trong pha đầu của viêm, do hóa ứng động bạch cầu sẽ di chuyển ra ngoài lòng mạch và tiến tới biểu bì; (2) trong pha thứ hai, sẽ có sự tương tác giữa các tế bào trình diện kháng nguyên với các tế bào lympho T di chuyển tới do tác dụng của cytokin. Chúng sẽ phân chuyển và hình thành một ổ thâm nhiễm mà còn được gọi là mô hạt, các tế bào Langerhans và tế bào lympho T độc CD8+ vây quanh thành vòng, rải rác là tế bào T CD4+ và tế bào dạng bi ểu bì; (3) pha tái tuần hoàn xảy ra khi quá trình viêm đã giải quyết các yếu tố xâm nhập và có sự tự điều chỉnh để trở về bình thường. 24 Hình A.8. Cấu trúc của lách Niêm mạc Với diện tích rất rộng và cấu trúc tương đối mảnh giúp cho niêm mạc trở thành nơi tiếp xúc với nhiều loại kháng nguyên nhất mà chủ yếu là qua đường tiêu hóa và hô hấp. Hệ thống miễn dịch dưới niêm mạc cũng có một tổ chức rất đặc biệt (hình 2.10) càng ngày càng được chú ý hơn. Mô lympho miễn dịch dưới da có thể chia ra làm hai loại: Mô lympho niêm mạc có tổ chức (organised mucosa associate lymphoid tissue; O-MALT) tạo thành nang tế bào dưới niêm mạc và thấy nhiều ở ruột, phế quản, hốc mũi, miệng và đường sinh dục. Thường thì chúng tập trung riêng lẽ thành từng đám nhưng đôi khi cũng tập trung thành khối như hạch amidan, mảng peyer… Cấu trúc của mỗi nang là một trung tâm mầm sáng gồm chủ yếu các tế bào tua có khả năng trình diện kháng nguyên và tế bào lympho B có IgA, nhưng không thấy tương bào tiết kháng thể ấy. Tế bào lympho T CD4+ và đại thực bào nằm rải rác bên trong và xung quanh nhưng nhiều nhất là bên trên đỉnh về phía giáp với niêm mạc. Ở chỗ này một số tế bào biểu mô cũng thay đổi hình thái như không có nhu mao để có thể làm nhiệm vụ vận chuyển kháng nguyên đi qua nên được gọi là tế bào M (membranous cell). 25 Hình A.9. Cấu trúc các tổ chức miễn dịch dưới da Hình A.10. Cấu trúc các tổ chức miễn dịch ở niêm mạc 26 Mô lympho niêm mạc rải rác (diffuse mucosa associate lymphoid tissue; D-MALT) gồm các tế bào lympho B, tế bào lympho T và tương bào tiết IgA nằm rải rác trong gian bào của toàn bộ niêm mạc. Đây là nơi tiết ra IgA mạnh nhất và nhiều nhất. IV. Sự tái tuần hoàn tế bào lympho Hình A.11. Tái tuần hoàn tế bào lympho Tế bào lympho sau khi rời khỏi cơ quan gốc đến các cơ quan thứ phát, ở đấy một thời gian rồi đi vào tuần hoàn máu và bạch huyết tạo ra một sự tái tuần hoàn liên tục (hình 2.11). Đường kháng nguyên xâm nhập vào hệ thống lympho quyết định nơi xảy ra đáp ứng miễn dịch. Từ dưới da, niêm mạc hay dịch gian bào cùng tế bào theo đường mạch bạch huyết tới vỏ c ủa hạch, vào trong hạch và ở lại đó nhờ những phân tử bám dính. Một số tế bào lympho theo đường máu khi đến tĩnh mạch sau mao mạch, ở chỗ này thì vùng cận vỏ có tế bào nội mô cao (HEV-high endothelium veinule) thì nằm lại để di chuyển vào lỗ hạch, rồi sau đó cũng đi ra bằng đường mạch bạch huyết. Cuối cùng, chúng vào ống ngực và đổ vào tuần hoàn máu chung. Như vậy, các tế bào miễn dịch ngoài đường máu còn có thêm đường bạch huyết. Sự tái tuần hoàn thường xuyên ấy cho phép phân tán trong toàn cơ thể những tế bào lympho đã được huấn luyện một cách thích hợp để nhận biết các kháng nguyên khác nhau, được mẫn cảm, ghi nhớ lại diện mạo của kháng nguyên và sẵn sàng được hoạt hóa sinh ra kháng thể khác nhau đặc hiệu chống lại các kháng nguyên tương ứng. B. Các tế bào tham gia vào hệ thống miễn dịch Hệ thống miễn dị ch bao gồm nhiều cơ quan và nhiều loại tế bào phân bố khắp cơ thể, tác động qua lại với nhau theo nhiều cách để đi đến đáp ứng miễn dịch cuối cùng. Tế bào chủ chốt tham gia vào đáp ứng miễn dịch là tế bào lympho, cho nên bất kì tổ chức nào chứa tế 27 [...]... soát đáp ứng miễn dịch: tế bào lympho B có các thụ thể CR2 với C3d Như vậy, khi hình thành các phức hợp miễn dịch có bổ thể bao phủ thì sẽ gây kích thích và có một vai trò nhất định trong đáp ứng miễn dịch Trên tế bào T cũng có C3dR nhưng chưa rõ vai trò Tài liệu tham khảo 1 Vũ Triệu An và Jean, C.H 20 01 Miễn dịch học Nhà xuất bản Y học 2 Nguyễn Lân Dũng 20 01 Vi sinh vật học Nhà xuất bản Giáo Dục 3 Lê... sinh vật học Nhà xuất bản Giáo Dục 3 Lê Huy Kim 1998 Bài giãng miễn dịch học thú y Khoa Nông Nghiệp- Đại học Cần Thơ 4 Nguyễn Ngọc Lành và ctv.1997 Miễn dịch học Nhà xuất bản y học 5 Madigan, M.T., Martinko, J.M and Parker, J., 20 02 Biology of Microorganisms Tenth edition, Prenhall 6 Đỗ Ngọc Liên, 1999 Miễn dịch học cơ sở Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà nội 47 ... của IL -2 Việc hoạt hóa này được thể hiện ở chỗ TDTH tập trung vào nơi có kháng nguyên và sinh sản rất cao tại nơi này rồi sản xuất ra các lymphokin riêng có tác dụng thu hút đại thực bào tới để trực tiếp loại thải kháng nguyên 39 Hình A .21 Hoạt hoá Tc do kháng nguyên của vi-rút Ngoài ra, miễn dịch tế bào còn chi phối cả sự sản sinh kháng thể dịch thể của lympho B Tế bào B phụ thuộc vào miễn dịch dịch... IL-4) giúp cho quần thể sinh ra kháng thể chống lại kháng nguyên mà Th đã nhận biết Tế bào lympho B Khi có một yếu tố lạ xâm nhập vào cơ thể, hệ thống miễn dịch có nhiệm vụ nhận biết, sau đó có những hoạt động hiệu quả tiếp theo để loại trừ nó nhằm mục đích bảo vệ toàn vẹn cơ thể Đáp ứng miễn dịch dịch thể và đáp ứng miễn dịch tế bào là hai phương thức mà hệ thống miễn dịch sử dụng Đối với đáp ứng miễn. .. hoạt động của các tế bào miễn dịch kể cả chức năng loại trừ kháng nguyên, ví dụ sản xuất kháng thể của tế bào B, vai trò gây độc của tế bào Tc và vai trò gây viêm của tế bào TDTH (hình 2. 20) Th sẽ tiết ra các interleukin thích hợp nhằm giúp cho sự sản sinh đủ mức của các tế bào hiệu ứng, giúp cho chúng hoạt động đủ mức để loại trừ kháng nguyên Sự hoạt động của Th sẽ được kiểm soát nhờ chính các sản. .. plasma để sản xuất ra kháng thể Mỗi dòng tế bào plasma chỉ sản xuất một kiểu globulin miễn dịch Quá trình tăng sinh, biệt hóa tế bào lympho B để thành tế bào plasma sản sinh ra globulin miễn dịch đã được nghiên cứu nhiều và đã có những hiểu biết nhất định về nó 40 Dưới kính hiển vi điện tử, các tế bào B có bề mặt xù xì, nổi gai đó là các globulin bề mặt (surface immunoglobuline-SIg) Quá trình tăng... sẽ cùng với C4b gắn vào đích Tổ hợp này cần có mặt của Mg2+ để tạo thành C3 dưới dạng phức hợp C4b-C2a làm cho tổ hợp kháng thể và C1 có thể tách khỏi đích mà quá trình hoạt hóa vẫn tiếp diễn C3 bị tách thành C3a và C3b dưới tác dụng của phức hợp C2b-C2a, C3a có hoạt năng gây phản vệ và hóa ứng động trong khi C3b cố định lên đích nhờ một cầu thio-este bên trong, tương đối ổn định Sau khi cầu này được... là TC ( T- cytotoxic) làm nhiệm vụ tương tác và phá hủy trực tiếp các tế bào có kháng nguyên trên bề mặt Có một loại tế bào T ức chế, kí hiệu là Ts (T- suppressor) làm nhiệm vụ điều hòa đáp ứng miễn dịch, ức chế tác động của các tế bào miễn dịch như tế bào B Hình A.18 Phân tử CD4 và CD8 Tế bào T với nhiều phân nhóm nên thực hiện được các chức năng cơ bản và toàn diện nhất của đáp ứng miễn dịch là:... tế bào trí nhớ giúp cho quá trình đáp ứng miễn dịch lần sau với chính kháng nguyên đó nhanh và mạnh hơn Hình A .22 Cơ sở tế bào của sự hình thành kháng thể 41 VII Hệ thống bổ thể Trong đáp ứng miễn dịch một số thành phần huyết tương tham gia vào sự tiêu diệt, đào thải yếu tố gây bệnh và kể cả phức hợp kháng nguyên-kháng thể Những phân tử này tạo thành từng hệ thống hoạt động theo kiểu dây chuyền có... chúng có thụ thể CR1 với bổ thể giúp vận chuyển phức hợp miễn dịch tới nơi đào thải VI Những tế bào của đáp ứng miễn dịch đặc hiệu 1 Tế bào trình diện kháng nguyên Tế bào trình diện kháng nguyên (antigen presenting cells-APC) là những tế bào có khả năng xử lý phân tử kháng nguyên to thành những peptit nhỏ rồi đưa chúng ra ngoài màng tế bào để trình diện chúng với tế bào lympho tương ứng Chúng gồm các . Chương 2 : Các cơ quan và tế bào tham gia đáp ứng miễn dịch A. Các cơ quan tham gia vào hệ thống miễn dịch Hệ thống miễn dịch rất phát triển ở loài chim. rào vật lý ngăn cách nội với ngoại môi và cũng là bề mặt dễ bị tấn công vật lý, hóa học hay sinh học. Da cũng là nơi thường được đưa vắc-xin vào cơ thể và là nơi biểu hiện đáp ứng miễn dịch. chuyển phức hợp miễn dịch tới nơi đào thải. VI. Những tế bào của đáp ứng miễn dịch đặc hiệu 1. Tế bào trình diện kháng nguyên Tế bào trình diện kháng nguyên (antigen presenting cells-APC) là những